[实用新型]半透膜膜效率测试仪

说明书

技术领域

本实用新型水基钻井半透膜膜效率测试技术领域，特别涉及水基钻井半透膜在高温高压下膜效率测试技术领域。

背景技术

水基钻井液的护壁防塌作用有多种多样途径和方法，主要方法为：密度支撑、封堵防透、抑制水化。而成膜防塌着眼点是在井壁泥页岩岩石上，属于化学与物理耦合防塌类型，它与在井壁岩石上发生的物理封堵、泥饼形成等具有不同的作用原理和含义，但却有相似而程度不同的防塌作用效果。井壁岩石表面如果存在半透膜，采用活度平衡原理可以利用膜两相流体之间渗透压差控制流体中溶剂介质朝向地层岩石或者朝向井筒内的方向流动，从而达到阻止或减小井壁泥页岩因吸水发生的不稳定现象，起到防塌或者辅助防塌作用效果。类似原理，如果在储层井壁岩石上也存在半透膜，则可以起到保护储层的作用。进而，如果在泥页岩地层和储层岩石上能够形成完全隔离膜，而且膜强度足以承受垂直于膜面静动压差和切向流体冲蚀的作用，不仅将对防塌和储层保护起到更理想的正面作用，而且会丰富防塌和储层保护技术手段，更好地满足钻井工程的技术需要。这样，对于半透膜膜效率的测定，变得十分重要。

目前，半透膜膜效率的测定，常用的是用金属网作为测试用的载体，将半透膜液浸在金属网上进行测量。这种方法主要问题是用金属网模拟井壁，只是达到了近似的效果，而对具体的井壁岩层的特性、岩层与半透膜的结合的具体特点不能体现；另外，在钻井过程中会因为摩擦和钻井深度的关系产生高温和高压，而由于金属网与半透膜结合的特点，不能测试在高温和高压的情况下的状态。

实用新型内容

本实用新型主要目的是解决上述问题，提供一种半透膜膜效率测试仪，该测试仪既能测试出高温和高压的情况下的半透膜膜效率，又能体现井壁岩层的特性、岩层与半透膜的结合的具体特点的半透膜膜效率。

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种半透膜膜效率测试仪，该测试仪包括支架、清水槽和储液槽，该测试仪还包括测试腔；清水槽、储液槽和测试腔安装在支架上，清水槽和储液槽高度相同，设置在测试腔的上方；测试腔包括壳体和岩芯夹持器；岩芯夹持器为一对凹型槽体，固定连接在壳体上，凹槽的内侧夹紧在岩芯的两个外端面；岩芯水平贯穿壳体的内部，并与壳体连接部形成密闭空间；清水槽和储液槽由管路分别通过岩芯夹持器的左右两端连接到壳体内岩芯的两端；

半透膜膜效率测试仪设有排水阀和排液阀；排水阀和排液阀分别设置在清水槽和储液槽连接到壳体的内部空间的管路上；或设置在清水槽和储液槽上，位于与管路的连接部；或设置在岩芯夹持器上，位于与管路的连接部；

测高压是状态时，清水槽、储液槽和壳体为耐高压密闭槽，清水槽、储液槽分别接有高压气体进口a和高压气体进口b，壳体设有高压保护气体进口c和卸压阀；高压气体的压力小于等于6兆帕；

测高温状态时(高低压)，半透膜膜效率测试仪设有加热装置；加热装置设置在壳体内壁上，或设置在壳体外壁上；

加热装置为电加热装置，并设有控制温度在300摄氏度以下的温控器；

半透膜膜效率测试仪设有冷却水进口和冷却水出口；冷却水进口和冷却水出口设置在壳体上；

岩芯夹持器与壳体的连接方式为螺纹连接或设置一对夹紧器螺纹固定在支架上，夹紧器的两个内端面分别夹紧岩芯夹持器的两端，将应岩芯夹持器加紧在壳体上。

本实用新型提供的半透膜膜效率测试仪的工作原理及有益效果：将清水和已知电导率的半透膜液分别放入清水槽和储液槽，通过管路，清水和已知电导率的半透膜液分别抵达岩芯的两端，清水和半透膜液向岩芯中部渗透，净置30分钟左右，半透膜液在岩芯上形成稳定的渗透膜，半透膜液中的离子和清水在渗透膜处达到平衡，这时，测量半透膜液的电导率，和已知电导率比较，换算成半透膜膜效率；如需要加热加压，则控制加热加压，并在加压时向壳体内充入气压，防止岩芯断裂；这样，本实用新型提供的半透膜膜效率测试仪能测试出高温和高压的情况下的半透膜膜效率，又能得到体现井壁岩层的特性、岩层与半透膜的结合的具体特点的半透膜膜效率。

附图说明

图1：本实用新型半透膜膜效率测试仪的结构示意图；

图2：本实用新型半透膜膜效率测试仪的测试腔的剖示图。

具体实施方式：

实施例1、常温常压下的半透膜膜效率测试仪：